運算模型（英語：Computational model）是運算科學中的一個數學模型，它使用大量的運算資源來用計算機模擬研究一個複雜系統的行為。被研究的系統通常是一個複雜的非線性系統，這種系統不易取得簡單、直觀的解析解。相比於推導數學分析來解決問題，它是通過在計算機中調整系統參數並研究實驗結果的差異來完成模型。模型的操作理論可以從這些實驗來推斷/推導。
常見的運算模型有天氣預報模型、地球模擬器模型、飛行模擬器模型、分子蛋白質摺疊模型和神經網絡模型。
